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Histofisiologia do Sistema Respiratório

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Universidade da Região da Campanha- URCAMP
 Trabalho
 De
 Histologia
 
 Introdução
Mediante ao que foi proposto, realizamos uma pesquisa bibliográfica, selecionando os tópicos mais plausíveis sobre o assunto.
A seguir será exposto o sistema respiratório e a respiração baseados em critérios histofisiologicos.
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HISTO-FISIOLOGIA DA RESPIRAÇÃO
SISTEMA RESPIRATÓRIO:
O sistema respiratório dos mamíferos é compreendido pela zona de transporte gasoso, formada pelas vias aéreas superiores e arvore traqueobrônquica, encarregadas de acondicionar e conduzir o ar ate a intimidade dos pulmões; pela zona respiratória, onde efetivamente se realizam as trocas gasosas; e por uma zona de transição, interposta entre as duas primeiras, onde começa a ocorrer trocas gasosas, porem a níveis não significativos.
*Zona de transporte:
O ar inspirado, em seu trajeto pelas vias aéreas superiores, é filtrado, umidificado e aquecido até entrar em equilíbrio com a temperatura corporal. Isto decorre de seu contato com a mucosa úmida que reveste as fossas nasais, faringe e laringe. 
Nessa região também são filtradas as partículas de maior tamanho em suspensão no ar. As vias aéreas superiores atuam acondicionando o ar, protegendo do ressecamento, do desequilíbrio térmico e da agressão por articulas poluentes de grande tamanho nas regiões mais internas do sistema.
A arvore traqueobrônquica ou zona de transporte aéreo estende-se da traquéia ate os bronquíolos terminais.
A remoção de partículas poluentes, não se faz somente nas vias aéreas superiores. A cada bifurcação do sistema de condução, a geração de turbulência, com conseqüente impactaçãode partículas.
As partículas removidas do ar por esses processos caem sobre a camada de muco que recobre o sistemas de condução e, com muco, são removidas em direção a glote pelos batimentos ciliares das células que formam o epitélio dessa região.
*Zonas de Transição e respiratória:
A zona de transição se inicia ao nível de bronquíolo respiratório que se diferenciam por apresentarem sacos alveolares e também por se comunicarem diretamente com os alvéolos por meio de pequenos poros em suas paredes, denominados canais de Lambert. 
A zona respiratória, é constituída pelos ductos, sacos alveolares e alvéolos.
Fossas nasais: são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior há dobras chamadas cornetos nasais, que forçam o ar a turbilhonar. Possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes nas porções inferiores das vias aéreas, como traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar.
 
Faringe: é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes de atingir a laringe.
Laringe: é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. O pomo-de-adão, saliência que aparece no pescoço, faz parte de uma das peças cartilaginosas da laringe.
A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de “lingüeta” de cartilagem denominada epiglote, que funciona como válvula. Quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias.
O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar.
 
Traquéia: é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10-12 centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, originando os brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas. 
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Pulmões: Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória.
Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sangüíneos, denominadas alvéolos pulmonares. 
 
 Movimentos respiratórios:
A renovação constante do gás alveolar é assegurada pelos movimentos do tórax. Durante a inspiração, a cavidade torácica aumenta de volume e os pulmões se expandem para preencher o espaço deixado. Com o aumento da capacidade pulmonar e queda da pressão no interior do sistema, o ar ambiente é sugado para dentro dos pulmões. A inspiração é seguida imediatamente pela expiração, que provoca diminuição do volume pulmonar e expulsão de gás.
Ventilação pulmonar
 A inspiração, que promove a entrada de ar nos pulmões, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, promovendo o aumento da caixa torácica, com conseqüente redução da pressão interna (em relação à externa), forçando o ar a entrar nos pulmões.
A expiração, que promove a saída de ar dos pulmões, dá-se pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma eleva-se e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, com conseqüente aumento da pressão interna, forçando o ar a sair dos pulmões.
 
Músculos da inspiração e da expiração:
Inspiração: Diafragma, Intercostais externos, Esternoclidomastóideos, Elevadores da escápula mais denteado anterior, Escaleno, Músculos eretores da coluna.
Expiração: Abdominais, Intercostais internos e Denteado póstero- inferior. 
*Diafragma e Músculos abdominais: a inspiração normal é realizada principalmente pela contração do diafragma. A contração de quaisquer de suas fibras musculares o puxa para baixo, produzindo a inspiração. A expiração é um processo inteiramente passivo, isto é ,quando o diafragma se relaxa, as estruturas elásticas do pulmão, da caixa torácica e do abdômen, bem como o tono dos músculos abdominais, forçam o diafragma para cima. 
* Músculos que elevam e abaixam a caixa torácica:
Três diferentes músculos produzem inspiração pela elevação de toda a caixa torácica. 
Os músculos esternoclidomastóideos elevam o esterno; o denteado anterior eleva muitas
costelas e os escalenos elevam as duas primeiras costelas. Como a borda anterior de todas as costelas superiores se ligam ao esterno, a elevação de uma parte da caixa torácica anterior a eleva inteira. Para haver expiração, os restos abdominais, além de ajudar a comprimir o conteúdo abdominal para cima, contra o diafragma, também puxam para baixo, na altura das costelas inferiores, diminuindo, desse modo, o diâmetro Antero- posterior do tórax. Assim eles atuam como músculos da expiração, deprimindo a caixa torácica e comprimindo o conteúdo abdominal. 
Transporte de gases respiratórios:
O transporte de gás oxigênio está a cargo da hemoglobina, proteína presente nas hemácias. Cada molécula de hemoglobina combina-se com quatro moléculas de gás oxigênio, formando a oxi-hemoglobina.
 
Nos alvéolos pulmonares o gás oxigênio do ar difunde-se para os capilares sangüíneos e penetra nas hemácias, onde se combina com a hemoglobina, enquanto o gás carbônico (CO2) é liberado para o ar (processo chamado hematose).Nos tecidos ocorre um processo inverso: o gás oxigênio dissocia-se da hemoglobina e difunde-se pelo líquido tissular, atingindo as células. A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas células no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com a água, formando o ácido carbônico, que logo se dissocia e dá origem a íons H+ e bicarbonato (HCO3-), difundindo-se para o plasma sangüíneo, onde ajudam a manter o grau de acidez do sangue. Cerca de 23% do gás carbônico liberado pelos tecidos associam-se à própria hemoglobina, formando a carboemoglobina.  O restante dissolve-se no plasma.
 
 
OBS: O monóxido de carbono, liberado pela “queima” incompleta de combustíveis fósseis e pela fumaça dos cigarros entre outros, combina-se com a hemoglobina de uma maneira mais estável do que o oxigênio, formando o carboxiemoglobina. Dessa forma, a hemoglobina fica impossibilitada de transportar o oxigênio, podendo levar à morte por asfixia.
Controle da respiração
Em relativo repouso, a freqüência respiratória é da ordem de 10 a 15 movimentos por minuto.
A respiração é controlada automaticamente por um centro nervoso localizado no bulbo. Desse centro partem os nervos responsáveis pela contração dos músculos respiratórios (diafragma e músculos intercostais). Os sinais nervosos são transmitidos desse centro através da coluna espinhal para os músculos da respiração. O mais importante músculo da respiração, o diafragma, recebe os sinais respiratórios através de um nervo especial, o nervo frênico, que deixa a medula espinhal na metade superior do pescoço e dirige-se para baixo, através do tórax até o diafragma. Os sinais para os músculos expiratórios, especialmente os músculos abdominais, são transmitidos para a porção baixa da medula espinhal, para os nervos espinhais que inervam os músculos. Impulsos iniciados pela estimulação psíquica ou sensorial do córtex cerebral podem afetar a respiração. Em condições normais, o centro respiratório (CR) produz, a cada 5 segundos, um impulso nervoso que estimula a contração da musculatura torácica e do diafragma, fazendo-nos inspirar. O CR é capaz de aumentar e de diminuir tanto a freqüência como a amplitude dos movimentos respiratórios, pois  possui quimiorreceptores que são bastante sensíveis ao pH do plasma. Essa capacidade permite que os tecidos recebam a quantidade de oxigênio que necessitam, além de remover adequadamente o gás carbônico. Quando o sangue torna-se mais ácido devido ao aumento do gás carbônico, o centro respiratório induz a aceleração dos movimentos respiratórios. Dessa forma, tanto a freqüência quanto a amplitude da respiração tornam-se aumentadas devido à excitação do CR.
Em situação contrária, com a depressão do CR, ocorre diminuição da freqüência e amplitude respiratórias.
A respiração é ainda o principal mecanismo de controle do pH do sangue.
O aumento da concentração de CO2 desloca a reação para a direita, enquanto sua redução desloca para a esquerda.
Dessa forma, o aumento da concentração de CO2 no sangue provoca aumento de íons H+ e o plasma tende ao pH ácido. Se a concentração de CO2 diminui, o pH do plasma sangüíneo tende a se tornar mais básico (ou alcalino).
Se o pH está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a freqüência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina eliminação de maior quantidade de CO2, o que eleva o pH do plasma ao seu valor normal.
Caso o pH do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório é deprimido, diminuindo a freqüência e a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação pulmonar, há retenção de CO2 e maior produção de íons H+, o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais.
A ansiedade e os estados ansiosos promovem liberação de adrenalina que, freqüentemente levam também à hiperventilação, algumas vezes de tal intensidade que o indivíduo torna seus líquidos orgânicos alcalóticos (básicos), eliminando grande quantidade de dióxido de carbono, precipitando, assim, contrações dos músculos de todo o corpo.
Se a concentração de gás carbônico cair a valores muito baixos, outras conseqüências extremamente danosas podem ocorrer, como o desenvolvimento de um quadro de alcalose que pode levar a uma irritabilidade do sistema nervoso, resultando, algumas vezes, em tetania (contrações musculares involuntárias por todo o corpo) ou mesmo convulsões epilépticas.
Existem algumas ocasiões em que a concentração de oxigênio nos alvéolos cai a valores muito baixos. Isso ocorre especialmente quando se sobe a lugares muito altos, onde a concentração de oxigênio na atmosfera é muito baixa ou quando uma pessoa contrai pneumonia ou alguma outra doença que reduza o oxigênio nos alvéolos. Sob tais condições, quimiorreceptores localizados nas artérias carótida (do pescoço) e aorta são estimulados e enviam sinais pelos nervos vago e glossofaríngeo, estimulando os centros respiratórios no sentido de aumentar a ventilação pulmonar.
A capacidade e os volumes respiratórios
O sistema respiratório humano comporta um volume total de aproximadamente 5 litros de ar – a capacidade pulmonar total. Desse volume, apenas meio litro é renovado em cada respiração tranqüila, de repouso. Esse volume renovado é o volume corrente
Se no final de uma inspiração forçada, executarmos uma expiração forçada, conseguiremos retirar dos pulmões uma quantidade de aproximadamente 4 litros de ar, o que corresponde à capacidade vital, e é dentro de seus limites que a respiração pode acontecer.
Mesmo no final de uma expiração forçada, resta nas vias aéreas cerca de 1 litro de ar, o volume residual.
Nunca se consegue encher os pulmões com ar completamente renovado, já que mesmo no final de uma expiração forçada o volume residual permanece no sistema respiratório. A ventilação pulmonar, portanto, dilui esse ar residual no ar renovado, colocado em seu interior
O volume de ar renovado por minuto (ou volume-minuto respiratório) é obtido pelo produto da freqüência respiratória (FR) pelo volume corrente (VC): VMR = FR x VC.
Em um adulto em repouso, temos:
FR = 12 movimentos por minuto
VC = 0,5 litros
Portanto: volume-minuto respiratório = 12 x  0,5 = 6 litros/minuto
Os atletas costumam utilizar o chamado “segundo fôlego”. No final de cada expiração, contraem os músculos intercostais internos, que abaixam as costelas e eliminam mais ar dos pulmões, aumentando a renovação.
“Trabalho”da Respiração:
Quando os pulmões se expandem, a energia é despendida pelos músculos respiratórios para produzir expansão. Esta é parte do “trabalho” da respiração. Mas, alem do trabalho necessário apenas para expandir os pulmões, é preciso trabalho para vencer outros dois fatores que impedem a expansão e contração pulmonar.São eles:
*Viscosidade dos tecidos pulmonares:
Significa apenas que determinada quantidade de energia é necessária para rearranjar as moléculas nos tecidos pulmonares e na caixa torácica pra muda-las para novas dimensões. Para isso é preciso que haja deslizamento das moléculas uma sobre as outras, que constitui um tipo de resistência viscosa.
*Resistência das vias respiratórias:
Determinada quantidade de energia também é necessária para movimentar o ar ao longo das vias respiratórias. Na respiração normal a quantidade de energia utilizada é pequena, mas quando as vias respiratórias se obstruem em conseqüência de asma, enfisema obstrutivo e outros problemas respiratórios, a resistência da via respiratória aumenta utilizando energia extra despendida dos músculos respiratórios apenas para forçar o ar para trás e para frente através das passagens estreitas.
CURIOSIDADES:
*Reflexos da tosse: O reflexo da tosse é quase essencial para a vida, pois a tosse , é um meio pelo qual as vias aéreas pulmonares se mantêm livres de corpos estranho. Os brônquios e a traquéia são tão sensíveis que qualquer corpo estranho ou outra causa de irritação iniciao reflexo da tosse.
*Reflexo do espirro: O estimulo que inicia o reflexo do espirro é a irritação das vias nasais; os impulsos aferentes passam no quinto nervo para o bulbo, onde o reflexo se inicia. A úlva é deprimida de forma que grandes quantidades de ar passam rapidamente através do nariz e através da boca, ajudando assim a limpar as vias nasais de corpo estranho.
 Estudo de caso:
O fumo e os problemas respiratórios:
Os tipos de câncer de pulmão, laringe e esôfago têm como um de seus principais fatores de risco o fumo.
O câncer do pulmão, de doença rara no início do século XX, tornou-se a neoplasia mais letal em todo o mundo. Essa mudança se iniciou na segunda década do século, quando se observou que o número de casos vinha aumentando em todo o mundo. Somente na década de 1950 os trabalhos da literatura demonstraram, pela primeira vez, que o aparecimento do câncer do pulmão estava relacionado intimamente ao tabagismo. Foram necessários mais 10 anos para que os trabalhos de Doll e Hill convencessem o público e as autoridades de que o tabagismo era a mais importante causa da doença. O câncer do pulmão é dividido em quatro diferentes tipos: escamoso, adenocarcinoma, carcinoma de pequenas células e carcinoma de grandes células. Atualmente, sabe-se que tanto o carcinoma escamoso quanto o carcinoma indiferenciado de pequenas células e o adenocarcinoma estão relacionados com o tabagismo. A maioria dos carcinógenos ocupacionais dá origem a tumores do pulmão com distribuição histológica semelhante àquela causada pela fumaça do tabaco.
Duas substancias, o alcatrão e a fuligem na fumaça, irritam nossas vias respiratórias , destruindo parte do epitélio protetor, alem de impedir sua limpeza. Alem disso diminui a capacidade respiratória, causando tosse e pigarro, comuns nos fumantes. O fumo também facilita outros problemas respiratórios como bronquite e enfisema(destruição dos alvéolos pulmonares).
A nicotina alem de causar o aumento da pressão sanguínea, contribui para a ocorrência de problemas circulatórios. Faz o coração trabalhar mais para compensar os diversos problemas .
Crianças de mães fumantes nascem com tamanho menor que o normal e muitas vezes tem seu desenvolvimento afetado.
 
 Pulmão saudável Pulmão de um fumante
 Bibliografia
Livro: Tratado de fisiologia médica
Autor: Guyton
Editora: Interamericana 
Ano: 1976
Livro: Histologia Básica
Autor: L.C Junqueira e José Carneiro
Editora: Guanabara Koogan
Ano: 2006
Dados para o estudo de caso:
Revista: Saúde
Editora: Abril
Ano: 2008/junho
Livro: Atlas visual compacto do corpo humano
Autor: Rúbia Yuri Tomita 
Editora: Rideel
Ano: 1999.

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